Основные классы липопротеинов
Липопротеиновые частицы различаются по плотности, размеру и составу:
- ЛПОНП (очень низкой плотности): Транспортируют эндогенные жиры из печени преимущественно в жировую ткань. Имеют размер 30–100 нм и плотность 0,96–1,00 г/мл. Главный липидный компонент — триацилглицеролы (ТАГ), составляющие около 55% массы. Главный белок — апоВ-100.
- ЛПНП (низкой плотности): Образуются в кровотоке в процессе липолиза. Около 50% их состава приходится на холестерол и его эфиры.
- ЛПВП (высокой плотности): Отвечают за «сбор» избытка холестерола из клеточных мембран и других липопротеинов крови, а также выступают донорами аполипопротеинов.
- Хиломикроны (ХМ): Формируются в кишечнике, переносят экзогенные (пищевые) жиры. Их маркерным белком является апоВ-48.
Формирование и созревание ЛПОНП
Синтез ЛПОНП происходит в гепатоцитах. В печени формируется общий пул холестерола, включающий как экзогенный (из пищи), так и эндогенный (синтезированный самой печенью) холестерол.
Вместе с ТАГ этот холестерол упаковывается в незрелые ЛПОНП. В этом процессе важнейшую роль играет специальный микросомальный белок-переносчик, который транспортирует ТАГ внутрь липопротеиновой частицы. Основой структуры служит белок апоВ-100.
Попав в кровоток, незрелые частицы сталкиваются с ЛПВП, от которых получают белки апоЕ и апоС-II. Только после этого ЛПОНП становятся зрелыми и могут полноценно выполнять свои функции.
Метаболизм ЛПВП и транспорт эфиров холестерола
ЛПВП синтезируются в печени и кишечнике в виде незрелых (дискоидных) частиц. Сразу после выхода в кровь они выступают донорами апоС-II и апоЕ для ХМ и ЛПОНП.
Далее начинается функция «сбора»: ЛПВП забирают избыточный холестерол. На их поверхности работает фермент лецитинхолестеролацилтрансфераза (ЛХАТ), который активируется белком апоА-I. ЛХАТ превращает свободный холестерол в эфиры (ЭХ) и прячет их внутрь частицы.
По мере накопления эфиров холестерола дисковидная частица превращается в сферическую ЛПВП₃, а при дальнейшем насыщении — в крупную ЛПВП₂. Затем в дело вступает белок, переносящий эфиры холестерола (БПЭХ): он переносит ЭХ с ЛПВП на ЛПНП или ЛПОНП в обмен на ТАГ.
В завершение цикла на поверхности гепатоцитов печеночная липаза гидролизует ТАГ внутри ЛПВП₂, уменьшая их размер и превращая обратно в ЛПВП₃.
Механизмы возврата холестерола в печень
Собранные эфиры холестерола возвращаются в гепатоциты тремя путями:
- Эндоцитоз через ЛПНП-рецепторы (основной путь). Рецепторы печени распознают белки апоВ-100 и апоЕ, которые находятся на поверхности ремнантных (остаточных) хиломикронов, ЛППП и ЛПНП.
- Через «скэвенджер»-рецепторы (SR-B1). Этот путь обеспечивает прямой перенос эфиров холестерола из ЛПВП в гепатоциты, особенно после воздействия печеночной липазы.
- Эндоцитоз ЛПВП (минорный путь). Незначительная часть ЛПВП поглощается клетками целиком при взаимодействии их апоЕ с соответствующими рецепторами.
Изоформы липопротеинлипазы (ЛПЛ)
Фермент ЛПЛ, расщепляющий жиры в составе липопротеинов, имеет разные изоформы в тканях, которые отличаются сродством к субстрату — константой Михаэлиса ($K_m$):
- В жировой ткани $K_m$ высокая (сродство низкое). Фермент активен только в абсорбтивный период при высокой концентрации липопротеинов в крови. Его цель — запасание энергии при пищевом изобилии.
- В мышечной ткани $K_m$ низкая (сродство высокое). Мышцы способны эффективно утилизировать жирные кислоты даже при их низкой концентрации, что необходимо для постоянного энергообеспечения мышечной работы.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему в ЛПОНП содержится апоВ-100, а в хиломикронах — апоВ-48, если ген один и тот же?
Это связано с посттранскрипционными изменениями (РНК-редактированием). В печени считывается 100% кодирующей части гена, образуя апоВ-100. В клетках кишечника считывается лишь 48%, что дает укороченный белок апоВ-48.
Как незрелые ЛПОНП становятся зрелыми?
В кровеносном русле они встречаются с ЛПВП, которые отдают им свои белки апоЕ и апоС-II. Получив эти аполипопротеины, ЛПОНП превращаются в зрелые частицы, способные взаимодействовать с ферментами и рецепторами.
Какова роль белка БПЭХ (CETP)?
Он осуществляет обмен липидами между липопротеинами: забирает эфиры холестерола из ЛПВП и переносит их в ЛПОНП и ЛПНП, получая взамен триацилглицеролы (ТАГ).
Что ещё разобрать по теме
- Структура и регуляция фермента лецитинхолестеролацилтрансферазы (ЛХАТ)
- Молекулярный механизм работы микросомального белка-переносчика (MTP)
- Взаимодействие «скэвенджер»-рецепторов (SR-B1) с ЛПВП на поверхности гепатоцитов
- Сравнение печеночной, панкреатической и гормон-чувствительной липаз
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Липопротеины» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Обмен липидов»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.